CN203582816U - 一种具有换热装置的气化炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及气化炉技术领域，尤其涉及一种具有换热装置的气化炉。具有换热装置的气化炉包括外筒，套设在外筒内且具有向下开口的内筒，以及设置在外筒下部的渣斗，其中，所述换热装置至少设置于气化炉的渣斗内，用于炉渣的冷却和反应气体的预加热；所述换热装置的一端具有反应气体入口，另一端通过反应气体出口与输送管路相连。上述气化炉至少在渣斗内设置换热装置，对参与反应的气体进行预加热的同时并对炉渣进行冷却，能够避免炉渣冷却装置的使用，进而减少渣水处理问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及气化炉技术领域，尤其涉及一种具有换热装置的气化炉。
背景技术
气化炉是煤制天然气技术的主要设备形式之一，在煤的气化过程中有些是放热反应过程，反应温度会随反应的进行不断升高，高温不利于甲烷等合成气的生成，同时气化过程中生成的轻质焦油在高温下也会发生二次副反应，此外，反应过程中产生的热渣需要进行冷却才能排放，在热渣冷却的过程中，不仅需要额外的冷却设备，还会导致热渣中蕴含的热量的浪费。
现有技术中，如专利公开号CN101657525A中公开的原料气和氧气采用高压蒸汽预热和专利CN102838480A中采用气体预热器装置给原料气加热，这两者都需要额外增加用于提供高压蒸汽的设备或气体预热器等设备成本。另外，两者的气化反应器内没有提出任何控温措施，容易导致气化反应器内温度升高，抑制甲烷等合成气的生成，发生大量的二次副反应，不利于副产焦油的生成。
虽然，专利CN201376958Y中具有冷却气体的作用，但是其公开的冷煤气只在高温的粗煤气出口的局部起到了冷却气体的作用，反应区温度没有得到较好的温度控制。采用冷煤气和水激冷冷却合成气，带走的热量未进行循环使用，系统的热利用率低。另外，热渣以水冷却，进入渣池，热渣的余热没有得到充分的利用，同时存在渣水处理问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种具有换热装置的气化炉，对参与反应的气体进行预加热的同时并对炉渣进行冷却，能够避免炉渣冷却装置的使用，进而减少渣水处理问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种具有换热装置的气化炉，包括外筒，套设在外筒内且具有向下开口的内筒，以及设置在外筒下部的渣斗；
所述换热装置至少设置于气化炉的渣斗内，用于反应气体的预加热；
所述换热装置的一端具有反应气体入口，另一端通过反应气体出口与输送管路相连。
作为上述具有换热装置的气化炉的一种优选方案，所述换热装置包括设置在渣斗内和内筒外壁上的反应气体管路，设置在渣斗内和内筒外壁上的反应气体管路相互串联。
作为上述具有换热装置的气化炉的一种优选方案，所述反应气体管路为盘管或竖管。
作为上述具有换热装置的气化炉的一种优选方案，设置在渣斗内的反应气体管路为竖管，设置在内筒外壁上的反应气体管路为盘管。
作为上述具有换热装置的气化炉的一种优选方案，所述反应气体管路设置在内筒外壁的下半部分。
作为上述具有换热装置的气化炉的一种优选方案，所述气化炉的顶部设置有一个或多个与所述输送管路连通的反应气体喷嘴。
作为上述具有换热装置的气化炉的一种优选方案，所述输送管路和所述气体喷嘴之间设置有气体加热装置。
作为上述具有换热装置的气化炉的一种优选方案，所述内筒与所述外筒之间设置有分隔板，所述分隔板设置在内筒的中部或下部；所述外筒上设置有合成气出口，所述合成气出口设置在分隔板的下方。
作为上述具有换热装置的气化炉的一种优选方案，所述反应气体入口的设置位置低于所述反应气体出口的设置位置。
作为上述具有换热装置的气化炉的一种优选方案，所述渣斗下端为具有冷渣出口的锥形结构。
本实用新型的有益效果为：本申请提供了一种具有换热装置的气化炉，其至少在气化炉的渣斗内设置换热装置，对参与反应的气体进行预加热，并对炉渣进行冷却，能够避免炉渣冷却装置的使用，进而减少渣水处理问题，同时可以减少或避免反应气体加热装置的使用。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式1提供的具有换热装置的气化炉的结构示意图。
其中：
1：外筒；2：内筒；3：渣斗；4：反应气体入口；5：反应气体出口；6：输送管路；7：反应气体管路；8：反应气体喷嘴；9：煤粉入口；10：分隔板；11：合成气出口；12：挡板；13：冷渣出口。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
如图1所示，本实施方式提供了一种具有换热装置的气化炉，包括外筒1，套设在外筒1内且具有向下开口的内筒2，以及设置在外筒1下部的渣斗3，换热装置至少设置于渣斗3内，用于反应气体的预加热，设置在渣斗3内的换热装置可以对炉渣进行冷却，可以避免炉渣冷却装置的使用，进而减少渣水处理的问题，同时可以减少或避免反应气体加热装置的使用。
换热装置的一端具有反应气体入口4，另一端通过反应气体出口5与输送管路6相连，反应气体通过反应气体入口4进入换热装置，被加热后通过反应气体出口5进入输送管路6，然后被输送至气化炉参加反应。
作为优选的，换热装置包括设置在渣斗3内和内筒2外壁上的反应气体管路7，设置在渣斗3内和内筒2外壁上的反应气体管路7相互串联，此种设置形式反应气体除了可以利用炉渣中的余热进行预热，也可以利用反应过程中产生的热量进行二次预热。因为，通过反应气体对反应时产生的热量进行吸收，可以有效的控制反应区的温度。
在此实施方式中，上述具有换热装置的气化炉可以用于碳加氢反应过程，其中反应气体为氢气，即氢气可以通过上述换热装置进行预加热。同时，碳加氢反应过程是放热反应过程，反应过程会随着反应的进行不断升高，高温不利于该反应的产品和副产品的生成，即不利于含甲烷合成气和焦油的生成，但是本实施方式通过设置换热装置可以实现对氢气预加热的同时控制反应温度，可有效的提高含甲烷合成气和焦油的产率。
需要说明的是，上述碳加氢反应过程仅为举例说明，本实施方式限定的具有换热装置的气化炉也可以用于其它对反应气体预热，以及需要控制反应温度的气化反应，尤其适用于反应过程中产生的炉渣是松散状态或含水量较少的气化反应。
进一步优选的，反应气体管路7为盘管或竖管。且为了便于炉渣向下排出设置在渣斗3内的反应气体管路7为竖管。由于内筒2为圆筒状结构，为了增加反应气体管路7和内筒2的接触面积，以及减少管路的弯折，提高反应气体的流动效率，设置在内筒2外壁上的反应气体管路7为盘管，具体的为，上述盘管紧贴内筒2外壁设置。
由于，内筒2的下半部分为高温区，温度较高，为了更好对反应气体进行预热，以及控制反应温度，反应气体管路7设置在内筒2外壁的下半部分。
气化炉的顶部设置有一个或多个与输送管路6连通的反应气体喷嘴8，同时气化炉的顶部还设置有煤粉入口9，需要说明的是在反应气体喷嘴8处还可以设置加热装置，若反应气体通过换热装置加热后还达不到反应温度的需求，可以通过打开加热装置对反应气体进行再次加热。
具体的，输送管路6可以设置在气化炉外部，在炉体外部与反应气体喷嘴8相连通，也可以设置在内筒2与外筒1之间的保温层里，在保温层内与反应气体喷嘴8相连通。
作为优选的，当输送管路6设置在气化炉外部时需要在输送管路6和气体喷嘴8之间设置气体加热装置，当输送管路6设置在内筒2与外筒1之间的保温层里时，由于可以利用内筒2内反应产生的热量，也可以不设置加热装置或者设置功率较小的加热装置。
为了进一步的简化管路的布置、减少管路弯折和提高气体的输送效率，作为优选的，反应气体入口4的设置位置低于反应气体出口5的设置位置。
内筒2与外筒1之间设置有分隔板10，分隔板10设置在内筒2的中部或下部；外筒1上设置有合成气出口11，合成气出口11设置在分隔板10的下方。
为了便于炉渣的排放，渣斗3下端为具有冷渣出口13的锥形结构。
为了对上述具有换热装置的气化炉进行进一步的说明，本实施方式以碳加氢的反应过程为例进行详细的说明。
原料氢气通过反应气体入口4先进入到渣斗3中的反应气体管路7，与在气化炉内筒2反应过程生成的热渣进行第一次换热，通过管壁间接吸取热渣的热量来预热，同时冷却热渣，冷却后的炉渣从冷渣出口13排出。第一次预热后的氢气沿着反应气体管路7输送到气化炉内筒2外面缠绕的反应气体管路7中，通过管壁间接吸取气化炉的反应热进行第二次预热，同时通过带走部分反应热量来保持反应区温度的恒定，提高甲烷产率。2次预热后的氢气从反应气体出口5流出，通过气化炉外部或者内筒与外筒间的保温层中的输送管路6和气化炉反应气体喷嘴8进入到气化炉的喷嘴内部进行加热或直接参与加氢气化反应。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有换热装置的气化炉，包括外筒（1），套设在外筒（1）内且具有向下开口的内筒（2），以及设置在外筒（1）下部的渣斗（3），其特征在于，
所述换热装置至少设置于气化炉的渣斗（3）内，用于反应气体的预加热；
所述换热装置的一端具有反应气体入口（4），另一端通过反应气体出口（5）与输送管路（6）相连。
2.根据权利要求1所述的具有换热装置的气化炉，其特征在于，所述换热装置包括设置在渣斗（3）内和内筒（2）外壁上的反应气体管路（7），设置在渣斗（3）内和内筒（2）外壁上的反应气体管路（7）相互串联。
3.根据权利要求2所述的具有换热装置的气化炉，其特征在于，所述反应气体管路（7）为盘管或竖管。
4.根据权利要求3所述的具有换热装置的气化炉，其特征在于，设置在渣斗（3）内的反应气体管路（7）为竖管，设置在内筒（2）外壁上的反应气体管路（7）为盘管。
5.根据权利要求2所述的具有换热装置的气化炉，其特征在于，所述反应气体管路（7）设置在内筒（2）外壁的下半部分。
6.根据权利要求1所述的具有换热装置的气化炉，其特征在于，所述气化炉的顶部设置有一个或多个与所述输送管路（6）连通的反应气体喷嘴（8）。
7.根据权利要求6所述的具有换热装置的气化炉，其特征在于，所述输送管路（6）和所述气体喷嘴（8）之间设置有气体加热装置。
8.根据权利要求1所述的具有换热装置的气化炉，其特征在于，所述内筒（2）与所述外筒（1）之间设置有分隔板（10），所述外筒（1）上设置有合成气出口（11），所述合成气出口（11）设置在分隔板（10）的下方。
9.根据权利要求1所述的具有换热装置的气化炉，其特征在于，所述反应气体入口（4）的设置位置低于所述反应气体出口（5）的设置位置。
10.根据权利要求1所述的具有换热装置的气化炉，其特征在于，所述渣斗（3）下端为具有冷渣出口（13）的锥形结构。
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| CN201320672163.5U CN203582816U (zh) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | 一种具有换热装置的气化炉 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110305698A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-08 | 北京石油化工工程研究院 | 一种取热系统及安装有取热系统的气化反应器 |
| WO2023246668A1 (zh) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | 福州大学 | 一种具有氨气预加热功能的氨分解反应器 |
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- 2013-10-28 CN CN201320672163.5U patent/CN203582816U/zh not_active Expired - Lifetime
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